Il percorso dello sviluppo delle cellule staminali dipende dalla sua forma

Per dirigere le cellule staminali lungo il percorso necessario di sviluppo, non è necessario fornirle con ormoni appropriati e altri segnali biochimici, è sufficiente semplicemente costringerlo a prendere la forma della cellula del tessuto desiderato.

Che cosa fa sì che le cellule staminali si trasformino in un altro tipo di cellule strettamente definito? Ad esempio, come fanno le cellule staminali ossee a sapere che hanno bisogno di diventare una cellula ossea piuttosto che una cartilagine? Questi problemi sono di grande importanza sia per la scienza fondamentale che per la scienza applicata. Nella medicina rigenerativa, i tessuti malati sono sostituiti da quelli sani, ottenuti da cellule staminali, ei medici dovrebbero essere sicuri che le cellule staminali si trasformeranno nel tessuto giusto.

È noto che tali cellule obbediscono a segnali chimici: un ormone può comandare una cellula staminale per dare origine a uno o un altro tessuto maturo. D'altra parte, vi è evidenza che la differenziazione cellulare dipende dal tipo di superficie su cui la coltura cellulare vive e si moltiplica: il contatto della cellula con il substrato determina il suo destino. I ricercatori dell'Istituto nazionale degli standard e della tecnologia (USA) suggeriscono che la trasformazione della cellula staminale dipende dalla forma che ha dovuto assumere.

Per la coltivazione di tessuti da cellule staminali, i medici utilizzano impianti polimerici temporanei, che fungono da substrato, una base tridimensionale. Lo scheletro-impianto organizza le cellule nello spazio e dirige la loro crescita. Nell'esperimento, gli scienziati hanno piantato cellule staminali del tessuto osseo in diversi tipi di tali impianti, che differivano nella struttura spaziale. In questo caso, le cellule sono state coltivate senza aggiungere ormoni o altre sostanze che potrebbero "dirle" del percorso di sviluppo. Di conseguenza, in un solo caso su cinque, le cellule staminali hanno iniziato ad accumulare calcio, che è la prova della loro trasformazione in una cellula ossea matura. Per ottenere con successo un appiglio su questo substrato, le cellule dovevano allungarsi e dare processi lunghi, cioè assumere la forma di un osteocita maturo.

Pertanto, come gli autori scrivono nella rivista Biomaterials, le cellule staminali possono essere spinte al percorso di sviluppo desiderato senza alcun cocktail di segnale chimico. Basta dare loro una forma caratteristica, inerente alle cellule del tessuto desiderato.

A prima vista, il risultato è strano e incomprensibile. È come dire: gli studenti diventano medici perché nella pratica medica sono costretti a indossare abiti bianchi. Gli scienziati devono ancora spiegare come la morfologia delle cellule determina il loro comportamento. Ma, naturalmente, il metodo spaziale di coltivare nuovi tessuti sembra essere meno costoso e più semplice della "coltivazione" segnale-chimica.